CN103351464A - 一种二氧化碳共聚物生产的新工艺与产品 - Google Patents

Abstract

在二氧化碳与环氧化合物共聚合的反应后期，将所得的二氧化碳共聚物与单体等组分的混合物中，加入低分子量碳酸酯或低分子量酯类等溶剂使之成为液体，相继在低于70℃和减压的条件除去未反应的环氧化合物单体等相关组分，由此得到二氧化碳共聚物溶液，即为新的产品。该新产品可应用于二氧化碳共聚物乳液的应用等。

Description

一种二氧化碳共聚物生产的新工艺与产品

技术领域

本发明涉及二氧化碳共聚物生产的新工艺与产品新类型，属于二氧化碳共聚物工业化生产技术领域。

背景技术

二氧化碳共聚物是由二氧化碳与环氧化合物共聚合得到的高分子材料，具有完全生物降解性能，对解决普通塑料造成的“白色污染”会起到重要作用。与此同时，二氧化碳与环氧化合物共聚合反应可以有效利用二氧化碳，既减少了温室气体的排放，又使之成为新的碳源。因此，二氧化碳共聚物具有环保和资源的双重作用。实现二氧化碳共聚物的工业化生产是化工专家和企业家的一直追求。内蒙古蒙西高新技术集团有限公司与中国科学院长春应用化学研究所合作，于2002年率先实现了二氧化碳和环氧丙烷聚合的工业化生产（CN 1844189A，CN1895775A，CN2865843Y），成功获得了聚丙撑碳酸酯（PPC）产品。

    二氧化碳共聚物性能类同普通塑料，可以作为普通塑料使用，也可以通过与其它生物降解材料进行共混改性（CN101045814A，CN101089044A，CN101857668A，CN101851409A，CN102964801A），在医用材料领域（CN1896142A，CN412221A，CN1775853A）和普通塑料领域（ CN101857718A，CN102796361A，CN101402789A）得到广泛应用。

按目前工业化的二氧化碳共聚物的生产工艺（CN101456946B，CN1844189A，CN101003620A），二氧化碳和环氧化合物的聚合反应为本体聚合，终止反应后，体系中仍有一定量的环氧化合物单体，生成的二氧化碳共聚物以粘稠的流体状态存在，经过一系列的后处理工艺才能够得到二氧化碳共聚物的固体物质。这些后处理工艺为脱溶、离心、干燥和蒸馏等单元操作（CN101456946B）；或无助剂多级脱挥（CN101003620A）和造粒等单元操作。这些单元操作所需的设备投资大，能耗高，致使产品成本高，应用有局限，市场推广难度大。

实际上，对二氧化碳共聚物的使用不只是局限固体切片，特别是近期二氧化碳共聚物乳液的应用出现十分看好的势头，将形成大批量需求二氧化碳共聚物的市场氛围（专利申请号：201310107695.9；201110405217.7；200610017147.7）。然而，制备二氧化碳共聚物乳液又需要将其切片溶解制成溶液，再制成乳液。如果在二氧化碳共聚物聚合后期，向反应釜中注入适宜的溶剂，再经过适当的后处理，使所得二氧化碳共聚物溶液作为产品方式，既会减少原工艺中后处理的环节，缩短工艺流程，又会避免二氧化碳共聚物作为乳液应用时的再溶解的过程，对减少能量消耗，降低成本，具有十分重要的意义。

发明内容

本发明是涉及一种二氧化碳共聚物生产的新工艺与产品，核心内容是在二氧化碳共聚物聚合反应后期，向反应釜中注入溶剂，使二氧化碳共聚物与残留单体等组分成为液体，此种液体物料非常有利于输送和传热。在相继处理中，主要是去除残留的单体，即环氧化合物，其工艺要求是在低于溶剂的沸点和减压条件下除去单体等相关组分，由此得到二氧化碳共聚物溶液，即为新的产品。

    上述的溶剂为低分子量碳酸酯，如碳酸二甲酯、碳酸二乙酯或碳酸丙烯酯等，或它们的任意比混合物；低分子量的酯类，如乙酸乙酯、乙酸丙酯或乙酸乙丙酯等，或它们的任意比混合物；或低分子量碳酸酯和低分子量酯类的任意比混合物。优选的是碳酸二甲酯、乙酸乙酯。

上述的温度为在低于70℃的条件下，最佳温度范围为5-50℃之间；

上述的压力为负压，最佳真空度为0.04--0.08MPa；

       上述的二氧化碳共聚物溶液的浓度可以在任何浓度范围。考虑到工业化具体的操作要求和实际应用的需要，最佳浓度范围为5%--30%之间。

具体实施方式

实施例1

    按专利CN1306021A制得的二氧化碳共聚物与单体等组分的混合物100克中加入200克碳酸二甲酯，在温度为10℃，真空度为0.08MPa的负压下搅拌，开始抽取液体组分。被抽取的液体组分开始较多，但在温度和压力不变的条件下逐渐减少，直到液体组分在此温度和压力条件下不能再抽出为止。抽出的液体组分167克，剩余二氧化碳共聚物溶液133克，二氧化碳共聚物含量约为29%。得到的二氧化碳共聚物溶液可用于后续所述领域的开发应用（专利申请号：201310107695.9；201110405217.7；200610017147.7）。

 实施例2

    按专利CN101003619A制得的二氧化碳共聚物与单体等组分的混合物100克中加入300克乙酸乙酯，在温度为20℃，真空度为0.04MPa的压力下搅拌，并抽取液体组分。抽取的液体组分为151克，剩余二氧化碳共聚物溶液249克，二氧化碳共聚物含量约为20%。得到的二氧化碳共聚物溶液可用于后续所述领域的开发应用。

 实施例3

    按专利CN1257885A制得的二氧化碳共聚物与单体等组分的混合物100克中加入500克碳酸丙烯酯，在温度为50℃，真空度为0.06MPa的压力下搅拌，开始抽取液体组分，直到液体组不能再抽出为止。抽出的液体组分为198克，剩余二氧化碳共聚物溶液402克，二氧化碳共聚物含量约为7%。得到的二氧化碳共聚物溶液可用于后续所述领域的开发应用。

 实施例4

    按专利CN1257885A制得的二氧化碳共聚物与单体等组分的混合物100克中加入400克碳酸二甲酯（200克）和乙酸乙酯（150克）的混合物，在温度为30℃，真空度为0.08MPa的压力下搅拌，并抽取液体组分。抽取液体组分为223克，剩余二氧化碳共聚物溶液227克，二氧化碳共聚物含量约为15%。得到的二氧化碳共聚物溶液可用于后续所述领域的开发应用。

 实施例5

    按专利CN1257885A制得的二氧化碳共聚物与单体等组分的混合物100克中加入600克碳酸二甲酯（200克）和碳酸丙烯酯（200克）的混合物，在温度为45℃，真空度为0.06MPa的压力下搅拌，并抽取液体组分。抽取液体组分为173克，剩余二氧化碳共聚物溶液527克，二氧化碳共聚物含量约为5%。得到的二氧化碳共聚物溶液可用于后续所述领域的开发应用。

 实施例6

    按专利CN101003619A制得的二氧化碳共聚物与单体等组分的混合物100克中加入500克乙酸乙酯（200克）和乙酸丙酯（300克）的混合物，在温度为40℃，真空度为0.04MPa的压力下搅拌，抽取液体组分为151克，剩余二氧化碳共聚物溶液449克，二氧化碳共聚物含量约为10%。得到的二氧化碳共聚物溶液可用于后续所述领域的开发应用。 

Claims (5)

1.一种二氧化碳共聚物生产短流程工艺设计包括，聚合反应后期，在所得的二氧化碳共聚物与单体等组分的混合物中加入溶剂使之成为液体，相继在低于70℃和减压的条件除去单体等相关组分，由此得到二氧化碳共聚物溶液，即为新的产品。

2.权利要求1中所述的溶剂，是指低分子量碳酸酯或低分子量酯类，或它们的任意比混合物，优选的是碳酸二甲酯、乙酸乙酯。

3.权利要求1所述的温度条件，其特征在于所述的温度为在低于70℃，最佳温度为5-50℃之间。

4.权利要求1所述的压力条件，其特征在于所述的压力为负压，最佳真空度为0.04--0.08MPa。

5.权利要求1所述的二氧化碳共聚物溶液浓度，其特征在于所述的二氧化碳共聚物溶液可以在任何浓度范围，考虑到工业化具体操作和实际的应用需要，最佳浓度范围为5%--30%之间。